基于空间的基础设施的迅速扩展正在将卫星系统从孤立的任务平台转变为高度互联的轨道网络，支持全球导航、通信和信息服务[1], [2], [3]。随着卫星星座规模和功能复杂度的增长，星间链路（ISLs）使星座能够作为网络化系统运行，显著赋能协作感知、导航和直接在空中进行的星上数据处理[4], [5]。因此，理解此类网络化系统的结构行为已成为下一代空间信息基础设施中的核心挑战[6], [7]。作为中国独立开发的全球导航卫星系统（GNSS），北斗三号（BD）系统采用了异构混合星座，提供全球定位、导航和授时能力[8], [9]。此外，BD 的一个显著特征是部署了完全运行的星间链路子系统，这构成了未来基于空间的网络架构的基础设施组件[10], [11]。ISLs 实现了卫星之间的直接遥测、跟踪和指令以及数据通信。星座的 Ka 波段相控阵天线、敏捷波束转向和时分/空分链路管理允许精确测距和高吞吐量星间通信，同时支持灵活、可扩展的网络[12], [13]。双向星间链路测量改进了时间同步和相对轨道确定，实现了分布式的星上处理以及上传数据在互联系统中的快速传播。
大型相控阵和星上处理的结合也将该星座开放为扩展空间信息服务的骨干：外部航天器理论上可以使用星间测量进行自主导航，未来的升级（例如，光星间链路）指向了集成的高容量空间骨干网络[14], [15], [16]。然而，ISL 的好处在很大程度上取决于网络拓扑。卫星运动产生快速变化的视线几何关系，工程约束——地球遮挡、天线指向限制和有限的星上资源——进一步限制了可行的链路[17], [18]。准确表征这种时变拓扑对于路由、调度和自主导航设计至关重要[19], [20]。现有的星间网络研究调查了星座构型、路由策略、精确测量技术和自主导航方法[13], [21]。然而，大多数拓扑分析依赖于简化的解析星座模型，例如理想沃克构型[7], [22]。尽管计算效率很高，但这些模型经常忽略轨道摄动、工程约束以及地球静止、倾斜地球同步和中地球轨道卫星之间的异构跨层相互作用[11], [23], [24]。
复杂网络理论最近作为一种分析大规模卫星系统的有效框架应运而生[25]。通过将卫星和通信链路分别抽象为节点和边，复杂网络分析实现了全局结构特性的定量评估[26], [27]。应用于大型星座网络的研究揭示了小世界特性和高效的信息传播机制[16], [28]。此外，基于复杂网络模型的鲁棒性分析允许系统地评估网络在随机故障和定向攻击下的生存能力，有助于识别关键节点和脆弱链路[29], [30], [31]。先前的研究表明，定向破坏可能会比随机故障更快地降低连通性，突出了拓扑感知设计策略的重要性[20], [32]。
仍然存在着重要的空白。研究主要关注同构低地球轨道（LEO）星座；异构导航星座（GEO–IGSO–MEO）的研究较少[13], [19]。许多现有研究倾向于假设静态或理想化的拓扑，经常忽略关键的现实因素，如轨道摄动、地球遮挡以及与天线和载荷设计相关的约束[24], [25]。此外，很少有工作将动态拓扑演化和结构鲁棒性整合到一个统一的、面向工程的框架中[23], [33]。为了填补这些空白，本研究提出了一项面向工程的北斗星间链路拓扑调查，结合了高精度轨道模拟和现实约束下的时变图建模。该方法捕捉了异构跨层可见性，并将物理约束转化为用于鲁棒性分析的动态网络表示。通过这些贡献，本工作弥合了理论复杂网络分析与导航星座星间链路实际工程设计之间的差距。
